nodejs koa 安全部署

前言

Node.js 是一款非常流行的事件驱动的 JavaScript 运行环境，它的特点是高效、可扩展、跨平台。而 Koa 是一个轻量级的 Node.js Web 框架，它使用了 ES6 generator，可以让异步代码的编写更加简洁。在实际的应用中，我们经常需要部署 Node.js 应用，本文就会详细介绍如何将 Koa 应用安全地部署。

HTTPS

在生产环境中，我们应该使用 HTTPS 协议来保证数据的安全性。所以在部署 Koa 应用时，我们首先要让应用支持 HTTPS。

首先，我们需要为域名证书，可以使用 Let’s Encrypt 实现免费的 HTTPS 证书。具体步骤可以参考这篇文章：[使用 Let's Encrypt 免费为 Node.js 应用开启 HTTPS](https://github.com/chemdemo/chemdemo.github.io/issues/11)。证书的申请完成后，我们需要在应用的启动脚本中添加以下代码：

const https = require('https');
const fs = require('fs');
const Koa = require('koa');
const app = new Koa();

const options = {
  key: fs.readFileSync('/etc/ssl/example.com.key'),
  cert: fs.readFileSync('/etc/ssl/example.com.crt'),
};

https.createServer(options, app.callback()).listen(3000, () => {
  console.log('HTTPS Server listening on port 3000');
});

其中，/etc/ssl/example.com.key 是证书的私钥文件路径，/etc/ssl/example.com.key 是证书的公钥文件路径。https.createServer 方法可以根据证书配置创建一个 HTTPS 服务器。

防止 DDos 攻击

DDos（分布式拒绝服务）攻击是一种常见的网络攻击手段，攻击者会通过各种方法让服务器遭受大量的请求，从而导致服务器不可用。

为了防止 DDos 攻击，我们可以使用以下方式：

使用中间件 koa-ratelimit，可以限制同一 IP 的请求频率。

const Koa = require('koa');
const rateLimit = require('koa-ratelimit');
const app = new Koa();

app.use(
  rateLimit({
    driver: 'memory',
    db: new Map(),
    duration: 60000, // 1分钟限制一次
    errorMessage: '请求次数过于频繁，请稍后再试。',
    id: (ctx) => ctx.ip,
    headers: {
      remaining: 'Rate-Limit-Remaining',
      reset: 'Rate-Limit-Reset',
      total: 'Rate-Limit-Total',
    },
    max: 100, // 一分钟最多请求 100 次
    disableHeader: false,
  })
);

使用 koa-helmet 中间件可以增加一些安全头来加强安全性，其中包括 CSP（内容安全策略）、DNS Prefetch 控制、XSS 过滤等。同时我们可以借助第三方库如 geoip-lite 来获取请求来源的 IP 所属地区，根据地区进行限制访问。

const Koa = require('koa');
const helmet = require('koa-helmet');
const geoip = require('geoip-lite');
const app = new Koa();

app.use(helmet({ contentSecurityPolicy: false }));
app.use((ctx, next) => {
  const ip = ctx.request.headers['x-forwarded-for'] || ctx.request.ip;
  const geo = geoip.lookup(ip);
  const allowedCountries = ['CN', 'US', 'JP'];
  if (!geo || allowedCountries.indexOf(geo.country) === -1) {
    ctx.throw(403, 'Access Denied');
  }
  return next();
});

使用第三方的 DDos 防护服务，例如阿里云提供的安全加速平台，可以有效地防御大规模的 DDos 攻击。

维护系统安全

安全维护的实践不应该只停留在防 DDos 攻击上，应该涵盖整个系统架构的安全性设计。

在 Node.js 应用中，存在一些常见的漏洞类型，例如代码注入、跨站点脚本攻击（XSS）、跨站点请求伪造（CSRF）等。

为了能够有效地保障系统安全，我们可以采取以下一些措施：

CSP 是内容安全策略的缩写，使用 CSP 可以有效地防止代码注入攻击，以及一些 XSS 攻击。

在 Koa 应用中，可以使用 koa-helmet 来设置 CSP 策略。

const Koa = require('koa');
const helmet = require('koa-helmet');
const app = new Koa();

app.use(
  helmet.contentSecurityPolicy({
    directives: {
      defaultSrc: ["'self'"],
      scriptSrc: ["'self'", "'unsafe-inline'", 'cdn.example.com'],
      styleSrc: ["'self'", "'unsafe-inline'"],
      imgSrc: ["'self'", 'cdn.example.com'],
      connectSrc: [
        "'self'",
        'api.example.com',
        'api.example.net',
        'analytics.google.com',
      ],
      fontSrc: ["'self'", 'cdn.example.com'],
    },
  })
);

在这个例子中，我们通过 CSP 禁止除自身以外所有的 script 和 style，同时放宽了权威可信的 CDN 域名和 Google Analytics 域名。我们还可以通过 reportUri 属性指定一个 URL，CSP 违规时会向这个 URL 发送报告，用于后续处理。

除了 CSP 以外，koa-helmet 还提供了许多其他安全头的选项，可以大幅度提升 Koa 应用的安全性。

const Koa = require('koa');
const helmet = require('koa-helmet');
const app = new Koa();

app.use(helmet());

使用了 helmet 中间件之后，我们不需要设置每个安全头的配置项，而是使用了调整过的默认配置项。这个默认配置项包括 CORS 控制、XSS 过滤、HSTS 策略、HTTP 缓存控制等，可以极大地提升应用的安全性。

koa-usual-bundle 是一个 Node.js 安全开发的常规配置集合，它包含了许多常见的漏洞防范方案。

npm install --save koa-usual-bundle

安装之后，在启动 Koa 应用之前，需要使用 koa-usual-bundle 的配置进行初始化：

const Koa = require('koa');
const usual = require('koa-usual-bundle');
const app = new Koa();
usual(app);

在这个例子中，我们将 usual 和 Koa 的 app 实例绑定在一起，通过这种方式为 Koa 应用添加安全性保障。

总结

在生产环境中，安全性是 Node.js 应用的一个重要问题。本文介绍了如何将 Koa 应用安全地部署，包括使用 HTTPS 保护数据、防止 DDos 攻击、采取措施维护系统安全等。虽然这些措施不是万无一失的，但是通过采取这些措施，可以最大化地保护应用的安全性。